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  近年來(lái)，全球火災(zāi)事故頻發(fā)，造成了巨大的生命和財(cái)產(chǎn)損失。這主要?dú)w因于日常生活中廣泛使用的易燃材料，如聚合物、木材、紡織品和紙張等。表面阻燃技術(shù)為易燃基材及不可燃但易高溫融化鋼材等各種材質(zhì)提供有效的隔熱防火解決方案。膨脹型阻燃涂層（IFRC）以其低煙霧和低毒性著稱，通過(guò)化學(xué)發(fā)泡形成膨脹炭層，提供卓越的阻燃隔熱保護(hù)。然而，由于燃燒過(guò)程復(fù)雜且化學(xué)發(fā)泡難以調(diào)控，膨脹型涂層的性能在很大程度上僅依賴于配方。此外，膨脹炭層在持續(xù)受熱時(shí)容易分解，導(dǎo)致其熱保護(hù)時(shí)效性不佳，大多僅是“曇花一膨”。為了增強(qiáng)炭層強(qiáng)度，通常會(huì)添加協(xié)效劑催化成炭，但添加協(xié)效劑往往會(huì)導(dǎo)致熔體強(qiáng)度過(guò)高，從而抑制發(fā)泡過(guò)程，造成膨脹倍率降低和隔熱性能下降。因此，如何制備一種化學(xué)發(fā)泡性能好、耐熱性持久的膨脹型涂層是一項(xiàng)艱巨的挑戰(zhàn)。

  2025年2月10日，該論文以“Boron Phosphates In Situ Generated From Bilayer Coating Approach for Flame-Retardant Applications”發(fā)表在最新一期《Advanced Functional Materials》上，第一作者為浙江大學(xué)博士生艾遠(yuǎn)芳，通訊作者為浙江大學(xué)曹堃教授、大連理工王東琪教授。

圖1. 涂層的制備與性能

圖2. 涂層的防火性能

圖3. 涂層的熱裂解行為和殘?zhí)糠治?/span>

圖4. 涂層的化學(xué)發(fā)泡機(jī)理

  總的來(lái)說(shuō)，該研究提出了一種創(chuàng)新的“界面自催化”策略，在燃燒過(guò)程中原位生成BPO₄催化劑，協(xié)同催化成炭與發(fā)泡過(guò)程，形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的雙層膨脹炭層，顯著提升了材料的防火性能。這種涂層不僅延長(zhǎng)了點(diǎn)火延遲時(shí)間、降低了火焰增長(zhǎng)速率和總熱量釋放，還具備優(yōu)異的透明度、耐水性、自修復(fù)能力和良好的機(jī)械強(qiáng)度。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202424993